(57)【要約】  本発明は、アイソレータなどの電子機能デバイスであって、デバイスの機能の変更のための構成可能な機能性を提供するように配置されており、デバイスの選択的構成のための無線構成データを受信するための無線受信手段を含み、また、その構成された状態を特定するデータの無線伝送のための無線伝送手段を含み得る、電子機能デバイスを提供する。【選択図】図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路アイソレーションを提供するためのアイソレータデバイスであって、前記アイソレーションデバイスの機能の変更のための構成可能な機能性を提供するように配置されており、前記デバイスの選択的構成のための無線構成データを受信するための無線受信手段を含む、アイソレータデバイス。
【請求項２】
その構成された状態に関するデータの無線伝送のための手段を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記無線受信手段が、前記デバイスが電力供給された状態にない間に無線構成データを受信するように配置されている、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
不揮発性メモリ機能性を含む、請求項１、２、または３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記無線受信手段が、ＲＦＩＤデバイスを備える、請求項１、２、３、または４に記載のデバイス。
【請求項６】
近距離場通信機能性を含む、請求項１〜５のいずれか１項以上に記載のデバイス。
【請求項７】
前記無線受信手段が、近距離場通信機能性を呈する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
構成された状態の無線伝送に対して提供される手段が、近距離場通信機能性を備える、請求項６または７に記載のデバイス。
【請求項９】
モバイルデバイス、及び任意選択でスマートフォンが使用可能であるように配置されている、先行請求項のいずれか１項以上に記載のデバイス。
【請求項１０】
ユニバーサルアイソレータを備える、先行請求項のいずれか１項以上に記載のデバイス。
【請求項１１】
バリア機能性を含む、先行請求項のいずれか１項以上に記載のデバイス。
【請求項１２】
本質的に安全な環境内で動作するデバイスのための安全機能性を提供するように配置されている、先行請求項のいずれか１項以上に記載のデバイス。
【請求項１３】
デバイス状態及び／または診断情報を伝送するように配置されている、先行請求項のいずれか１項以上に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、アイソレーション及び／またはバリア機能性を提供する電子デバイスなどの機能的電子デバイスの構成に関し、必要に応じて、本質的に安全な環境で動作するデバイスに関し得る。
【０００２】
アイソレーション及び／もしくはバリア、または実際に一般的な安全、機能性などの特性を提供する電子デバイスは、プロセス制御環境における制御システムに関する一般的な使用を見出す。
【０００３】
そのような環境において動作するための多種多様なプロセス制御システムが知られており、何らかの形態のデバイス／回路アイソレーションを必要とする。
【０００４】
部品素子及びそれぞれの配線素子の選択が一般的に知られ、工場で設定されるように、アイソレータなどの既知のデバイスが、特定の機能的要件を念頭に置いて一般的に製造される一方で、最近では、ますます高性能なバリア／アイソレータデバイス、特に、例えば、いわゆるユニバーサルアイソレータが登場している。これらのアイソレータは、１つのデバイス内の可能な機能の絶えず増加する選択肢を提供し得る。したがって、そのようなデバイスの正確な機能性は設定されず、いくつかの可能な機能的要件のうちの１つを満たすようなユニバーサルアイソレータを構成することが可能になる。センサのタイプ及び範囲を設定する必要があるため、そのような構成は、熱電対及びＲＴＤアイソレータに関しても知られている。
【０００５】
しかしながら、必要とされる機能性のためにそのような既知のユニバーサルアイソレータを構成するために、構成ユニットは、シリアルラインまたはプラグインデバイスのいずれかによってデバイスに接続されており、これらの両方は、既に組み立てられたデバイスへの物理的接続を必要とする。必要とされる再構成の選択を達成するために、スイッチが採用されることが一般的に必要とされる。
【０００６】
様々な不利点及び制限が、そのような既知の構成の配置に関して特定されている。例えば、シリアルラインの使用を採用する際、その構成は、特定のシステム要件に対して不利に固有のものである。また、プラグインデバイスに関連するケーブルを採用する場合、そのようなケーブルは、一般的に、紛失するかもしくは損傷を受ける、またはさもなければ要件の特定の時間及び位置において利用可能でない可能性があり、これは、構成プロセスを中断またはさらには阻止する場合がある。次いで、これは、ユニバーサルアイソレータが使用されることになるシステム全体の立ち上げ／使用に重大な問題を引き起こし得る。また、必要とされる再構成を使用可能にするために、アイソレータユニットを取り外す必要があり、既知のシステムで生じた破壊のレベルを増加させるという関連した不利点もある。
【０００７】
また、アイソレータデバイスへのそのような物理的接続は、電磁両立性（ＥＭＣ）問題を提示し得、したがって、構成プロセスが開始する前に、構成に対する責任を有する操作者は、地上に足を付けるように注意する必要がある。そのような既知の構成配置では、アイソレータが構成プロセスの間に電力供給状態でなければならない場合があるということは、更なる不利点である。
【０００８】
本発明は、構成可能な機能性を有し、かつ既知のそのようなデバイスよりも１つ以上の利点を提供する機能的電子デバイスを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、回路アイソレーションを提供するためのアイソレータデバイスであって、アイソレータデバイスの機能の変更のための構成可能な機能性を提供するように配置されており、かつデバイスの選択的構成のための無線構成データを受信するための無線受信手段を含む、アイソレータデバイスを提供する。
【００１０】
無線構成データを受信するために配置されている機能的デバイス内の無線受信手段の提供を通して、機能的デバイスのはるかに柔軟で、効率的で、信頼性があり、また潜在的に費用効率の良い構成が達成され得る。
【００１１】
特に、本発明の機能的デバイスは、操作者が、遠隔で、適切な距離から、ならびに、例えば、デバイスが電力供給されたまたは電力供給されていない状態の間、任意の状況において、デバイスが組み立てモードまたは実際に組み立て後試験モードにある間、デバイスが機能的システム内に取り付けられるか、またはそのようなシステム内の取り付けのために手動で取り扱われる間、また、現場に、例えば、フィールド内に位置付けられる間などだが、それらに制限されない、任意の適切な状況において、デバイスを構成することを可能にする。
【００１２】
有利に、電子アイソレータデバイスは、構成された状態に関するデータの無線伝送のための手段を含む。
【００１３】
このような方法で、デバイスの任意の以前の構成は、容易に遠隔でチェックされ、必要に応じて、試験の間、または使用のためにフィールド内に取り付けられるときに再チェックされ得る。
【００１４】
したがって、有利に、無線受信手段は、デバイスが電力供給されている間に無線構成データを受信するように配置されている。
【００１５】
代替的に、無線受信手段は、デバイスが電力供給された状態にない間に無線構成データを受信するように配置されている。
【００１６】
更なる利点として、デバイスは、不揮発性メモリ機能性を含む。
【００１７】
１つの特に有利な実施形態では、無線受信手段は、ＲＦＩＤデバイスを備える。
【００１８】
また、機能的電子デバイスは、近距離場通信機能性を含み得る。特に、無線受信手段は、近距離場通信機能性を呈し得る。
【００１９】
更なる例として、電子機能的デバイスは、モバイルが使用可能であるように配置され得る。
【００２０】
電子機能デバイスの１つの特定の実施形態は、アイソレータデバイスを備える。特に、アイソレータデバイスは、ユニバーサルアイソレータを備え得る。
【００２１】
本発明の別の例では、電子機能デバイスは、バリアデバイスを備え得る。
【００２２】
特に、機能的電子デバイスは、本質的に安全な環境内で動作するデバイスの安全機能性を提供するように配置されている。
【００２３】
したがって、認識されるように、本発明は、ユニバーサルアイソレータなどの機能的デバイスの構成を達成し、維持し、有利に遠隔的な方法で容易にチェックするための、特に効率的で、適合可能で、かつ費用効率の良い手段を提供する。その構成は、組み立て中、組み立て後、立ち上げ中、または後でフィールド試験及び現場使用シナリオにおいて、維持、チェック、及び達成され得る。
【００２４】
一例によれば、本発明は、デバイスから得られたデータがデバイス状態及び／または診断情報を含み得るように配置され得る。
【００２５】
スマートフォンなどの任意の通信デバイスは、適切なアプリケーションを介してＲＦＩＤチップを用いて対話する設備をますます有している。したがって、構成ユニットは、次いで、有利に、スマートフォンデバイス、ラップトップコンピュータ、及びタブレットデバイスなどの既知の一般的に利用可能な通信デバイス内に組み込まれ得る。
【００２６】
ＲＦＩＤデバイスの費用及びフットプリントはまた、現在ユニバーサルアイソレータ構成のために使用されるものなど、外部ＥＥＰＲＯＭよりも有利に小さい。
【００２７】
さらに、高価なコネクタ及び関連部品が不要である。
【００２８】
したがって、デバイスは、機能的デバイスの近傍にあるときはいつでも、有利に、その構成を点検及びチェックし得る。
【００２９】
また、必要に応じて、及び必要とされるときに、複数のデバイスは、構成ユニットからの構成／質問伝送の同時受信を通して、容易に構成／チェックされ得る。
【００３０】
本発明は、添付の図面を参照して、単なる例として以下に更に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】既知のユニバーサルアイソレータ及び構成接続性に関する既知のオプションの概略ブロック図である。
【図１Ｂ】本質的に安全なシステムに関する使用のためにアイソレータキャビネット内に取り付けられるものなど、システムに取り付けられたときの複数のそのような既知のユニバーサルアイソレータデバイスの取り付けの斜視図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態によるユニバーサルアイソレータの概略図である。
【図２Ｂ】例えば、本質的に安全なシステムのアイソレータキャビネット内のアイソレータシステムの一部を形成する、本発明の実施形態によるユニバーサルアイソレータのアレイの斜視図である。
【００３２】
最初に図１Ａを参照すると、例えば、本質的に安全な環境内で動作するように配置されているフィールドデバイスにアイソレーションを提供するように配置され得るユニバーサルアイソレータの概略図が提供される。
【００３３】
アイソレータは、対向する矢印によって図示されるように、不揮発性記憶素子１１２と通信しているマイクロプロセッサベース制御素子１１１を備える。マイクロプロセッサベースの制御素子１１１及び不揮発性記憶装置１１２の組み合わせは、アイソレーションの方法、例えば、デジタル領域またはアナログ領域内であるかどうか、及びアイソレートされるフィールドデバイスの性質によって必要とされるようなアイソレータデバイスのための複数の可能な構成のうちの適切な１つを提供する。
【００３４】
採用されるアイソレータ１０１の特定の構成は、構成ユニットの使用を通して制御され、該構成ユニットは、例えば、プラグインコネクタ１２１またはシリアルコネクタ１２２によってマイクロプロセッサベース制御素子に接続する。
【００３５】
図示されるように、プラグインコネクタ１２１は、ソケット１３１内で受容されるように配置されている一方で、コネクタ１２２は、図解されるように、コネクタスロット１３２内で受容されるように配置されている。
【００３６】
そのような既知の構成可能なユニバーサルアイソレータ１０１の使用の詳細が、図１Ｂに関して図解される。ここでは、複数の７つのアイソレータユニット１０１〜１０７が図解され、ソケットのうちの１つ１３５は、構成データの構成されたアイソレータ１０５への配信のための構成ユニットと関連付けられたプラグ１２１を受容するように配置され、アイソレータ１０５は、特定のＬＥＤ１４５の照明を通して、構成の選択及び／または方法を示す。
【００３７】
したがって、図１及び図２を参照すると認識されるように、シリアルラインの使用が結果としてシステム要件のみに特有の特定の構成になる限り、その構成は不利に制限される一方で、プラグ１２１の使用は、要件の特定の位置において、損傷を受けていないケーブルの容易な利用可能性を必要とする。
【００３８】
ここで図２Ａを参照すると、本発明の一実施形態の概略図が提供される。
【００３９】
図２Ａは、構成プロセスの一部で使用するためにマイクロシステム制御素子２１１を利用する、本発明の構成可能な機能的デバイスの例として、構成可能なユニバーサルアイソレータ２０１を図解する。
【００４０】
しかしながら、既知の構成可能なユニバーサルアイソレータデバイスのシリアル入力／ソケットよりむしろ、アイソレータ２０１によって提供される本発明の例は、一般的にほぼ１０ｍｍ程度の小さなアンテナを有し、かつ不揮発性記憶装置機能性を提供するＲＦＩＤユニットを採用する。
【００４１】
このように、ユニバーサルアイソレータ２０１への構成可能なデータの通信、及びユニバーサルアイソレータ２０１からの構成されたデータの伝送は、既知のスマートフォン２２１及びラップトップ２２２などの、特に費用効率の良い、かつ一般的に容易に利用可能な通信デバイス、ならびに通信使用可能のタブレットデバイスなどの他のデバイスによって、無線方法において有利に採用され得る。
【００４２】
図２Ｂを参照すると、７つのアイソレータデバイス２０１〜２０７の取り付けとして（１つのアイソレータデバイス２０５が選択される）、再度、そのＲＦＩＤデバイス（図２Ｂには図示せず）及び操作者のスマートフォン２２１によって適切な無線／遠隔構成のための照明されたＬＥＤ２４５によって示されるように、本発明のそのようなアイソレータ２０１の採用が図解される。
【００４３】
したがって、認識されるように、本発明のアイソレータ２０１のマイクロプロセッサ制御素子２１１と通信する能力は、組み立て作業台上であろうと、試験作業台上であろうと、操作者の手の中であろうと、または一般的にフライ生産上のものであろうと、もしくはフィールド内に取り付けられる場合であろうと、電力供給されるまたはされない間、任意の状況において、オペレータがある距離をおいてアイソレータ２０１を構成することを可能にする。
【００４４】
したがって、構成ユニットは、スマートフォンなどの入手が容易な通信デバイス内に容易に組み込まれ得、該通信デバイスは、ＲＦＩＤチップとの通信のために容易に配置され得、特に先行技術において見出されるような既知のＥＥＰＲＯＭ及びコネクタの使用の特に費用効率の良い代替物を提供する。
【００４５】
加えて、操作者は、アイソレータデバイス２０１の近傍にあるときはいつでも、その構成を容易に特定、点検、及びチェックし得、必要とされる場合、例えば、図２Ｂに図解されるような複数のアイソレータデバイス２０１〜２０７の各々は、例えば、アイソレーションキャビネット内に取り付けられるとき、ハンドヘルドデバイス２２１から構成データの受信によって同時に構成され得る。
【００４６】
当然のことながら、本発明が前述の実施形態の正確な詳細に制限されず、かつ構成可能なアイソレータデバイスとの遠隔通信が、近距離場通信（ＮＦＣ）プロトコルまたはそれ以外のものを含む任意の適切な無線伝送／受信技術によるものであり得ることが認識されるべきである。
【００４７】
したがって、ユニットの電源を切るときでさえ、その構成は、有利に記憶され得る。また、無線構成データの伝送／受信の使用のためにアイソレータデバイスとの直接接触が必要とされず、したがって、構成及びその後の点検、プロセスは、より信頼性があり、効率的な方法で、特に、操作者にとってのＥＭＣ問題を呈していない方法で達成され得る。
【００４８】
さらに、アイソレータが、本質的に安全なデバイスである場合、かつそれが例えば、ゾーン２などの危険なゾーン内に取り付けられる一方で、コネクタベースの構成／通信が動作の間に禁止される場合、本明細書に記載されるようなタイプの通信が可能になるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2019519012.tif 000006
【国際調査報告】
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